[发明专利]基于多通道PAM的可见光成像通信方法及系统

权利要求书

1.一种基于多通道PAM的可见光成像通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将两个RGB-LED置于同一灯罩下，在发射端，将待发送的二进制比特数据并分成六个数据流，前三个数据流采用NRZ-OOK调制驱动第一个RGB-LED的红、绿、蓝灯珠；第四、第五个数据流采用RZ-OOK调制驱动第二个RGB-LED的红、绿灯珠；第六个数据流作为灰度校准数据流，仍然采用NRZ-OOK调制驱动第二个RGB-LED的蓝色灯珠，两个RGB-LED的光信号经过同一个灯罩融合后发射；

步骤2：在接收端，CMOS传感器摄像头接收到光信号之后，分通道逐帧提取图像，选取一块合适的待解码区域，进行信号降噪和图像预处理；

步骤3：对所选取的待解码区域使用多阈值算法进行解码，解码后的数据依序排列组合，还原出原始的数据；

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：首先将待发送的高速比特数据分割成多个一定长度的有效数据片段，接下来为每一个有效数据片段添加头部，形成数据包，再将数据包分成六路，形成六个数据流；

步骤1.2：前三个数据流按照NRZ-OOK调制构成基带信号码型，第四、第五个数据流按照RZ-OOK调制构成基带信号码型，第六个数据流按照NRZ-OOK调制构成基带信号码型，由控制器控制LED驱动电路分别驱动RGB-LED的灯珠发出光信号；

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1：对所述CMOS传感器摄像头采集到的视频进行分帧，获得每一帧的图像；

步骤2.2：接下来对所获取的每一帧图像分通道处理，得到红色、绿色、蓝色三种通道的图像，并对这三个通道的图像分别做灰度转换；

步骤2.3：以图像的中心列为中心，左右各取30列，共计61列作为待解码区域；

步骤2.4：对待解码区域做高斯滤波降噪处理，用以消除因噪声带来的像素值突变；

步骤2.5：对每一张图像的待解码区域进行直方图均衡化；

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1：在待解码区域，对于一个码元周期所占据的像素行，计算其像素行灰度值的总和，根据不同码元符号像素和的差异即可判断出条纹所表示的不同符号；

步骤3.2：将识别的比特数据依序排列组合，查找数据包的头部，最后根据头部还原所发送的原始数据。

2.一种基于多通道PAM的可见光成像通信系统，其特征在于，包括发射端以及接收端，所述发射端包括：发射端计算机、电源适配器、数据线、控制器、LED驱动电路以及两个RGB-LED，两个RGB-LED位于同一灯罩内下，所述发射端计算机包括编码模块，原始比特数据在发射端计算机中通过编码模块进行分流、编码，再将编码后的数据流传送给所述控制器，控制器根据此数据控制RGB-LED的亮灭，生成相应的混合光信号；

所述接收端包括接收器以及接收端计算机，所述接收端计算机包括解码模块，所述接收端计算机通过多阈值算法对所述接收器捕获的条纹进行解码；所述可见光成像通信系统应用至权利要求1所述的可见光成像通信方法中；

所述接收器为CMOS传感器摄像头。

3.根据权利要求2所述的多通道PAM的可见光成像通信系统，其特征在于，所述控制器的型号为STM32。